IO多路复用之poll

前言：

poll系统调用和select类似，也是在指定时间内轮询一定数量的文件描述符，以测试其中是否有就绪者。

poll API：

int poll(struct pollfd* fds, nfds_t nfds, int timeout);

文件描述符的就绪条件：

--可读

1、socket内核接收缓冲区中的字节数大于或等于其低水位标记SO_RCVLOWAT。此时我们可以无阻塞地读取该文件描述符，并且读操作返回的字节数大于0。

2、socket通信的对方关闭连接。此时对该socket的读操作将返回0。

3、socket上有未处理的错误。

--可写

1、socket内核发送缓冲区中的可用字节数大于或等于其低水位标记SO_SNDLOWAT，此时我们可以无阻塞地写该socket，并且写操作返回的字节数大于0。

2、socket的写操作被关闭。

3、socket使用非阻塞connect连接成功或者失败（超时）之后。

4、socket上有未处理的错误。

编码实例：

poll_s.c 服务端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <poll.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#define IPADDRESS   "127.0.0.1"
#define PORT        8787
#define MAXLINE     1024
#define LISTENQ     5
#define OPEN_MAX    1000
#define INFTIM      -1

//创建套接字并进行绑定
static int socket_bind(const char* ip,int port);
//IO多路复用poll
static void do_poll(int listenfd);
//处理多个连接
static void handle_connection(struct pollfd *connfds,int num);

int main(int argc,char *argv[])
{
    int  listenfd,connfd,sockfd;
    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t cliaddrlen;
    listenfd = socket_bind(IPADDRESS,PORT);
    listen(listenfd,LISTENQ);
    do_poll(listenfd);
    return 0;
}

static int socket_bind(const char* ip,int port)
{
    int  listenfd;
    struct sockaddr_in servaddr;
    listenfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    if (listenfd == -1)
    {
        perror("socket error:");
        exit(1);
    }
    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    inet_pton(AF_INET,ip,&servaddr.sin_addr);
    servaddr.sin_port = htons(port);
    if (bind(listenfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr)) == -1)
    {
        perror("bind error: ");
        exit(1);
    }
    return listenfd;
}

static void do_poll(int listenfd)
{
    int  connfd,sockfd;
    struct sockaddr_in cliaddr;
    socklen_t cliaddrlen;
    struct pollfd clientfds[OPEN_MAX];
    int maxi;
    int i;
    int nready;
    //添加监听描述符
    clientfds[0].fd = listenfd;
    clientfds[0].events = POLLIN;
    //初始化客户连接描述符
    for (i = 1;i < OPEN_MAX;i++)
        clientfds[i].fd = -1;
    maxi = 0;
    //循环处理
    for ( ; ; )
    {
        //获取可用描述符的个数
        nready = poll(clientfds,maxi+1,INFTIM);
        if (nready == -1)
        {
            perror("poll error:");
            exit(1);
        }
        //测试监听描述符是否准备好
        if (clientfds[0].revents & POLLIN)
        {
            cliaddrlen = sizeof(cliaddr);
            //接受新的连接
            if ((connfd = accept(listenfd,(struct sockaddr*)&cliaddr,&cliaddrlen)) == -1)
            {
                if (errno == EINTR)
                    continue;
                else
                {
                   perror("accept error:");
                   exit(1);
                }
            }
            fprintf(stdout,"accept a new client: %d:%d\n", inet_ntoa(cliaddr.sin_addr),cliaddr.sin_port);
            //将新的连接描述符添加到数组中
            for (i = 1;i < OPEN_MAX;i++)
            {
                if (clientfds[i].fd < 0)
                {
                    clientfds[i].fd = connfd;
                    break;
                }
            }
            if (i == OPEN_MAX)
            {
                fprintf(stderr,"too many clients.\n");
                exit(1);
            }
            //将新的描述符添加到读描述符集合中
            clientfds[i].events = POLLIN;
            //记录客户连接套接字的个数
            maxi = (i > maxi ? i : maxi);
            if (--nready <= 0)
                continue;
        }
        //处理客户连接
        handle_connection(clientfds,maxi);
    }
}

static void handle_connection(struct pollfd *connfds,int num)
{
    int i,n;
    char buf[MAXLINE];
    memset(buf,0,MAXLINE);
    for (i = 1;i <= num;i++)
    {
        if (connfds[i].fd < 0)
            continue;
        //测试客户描述符是否准备好
        if (connfds[i].revents & POLLIN)
        {
            //接收客户端发送的信息
            n = read(connfds[i].fd,buf,MAXLINE);
            if (n == 0)
            {
                close(connfds[i].fd);
                connfds[i].fd = -1;
                continue;
            }
           // printf("read msg is: ");
            write(STDOUT_FILENO,buf,n);
            //向客户端发送buf
            write(connfds[i].fd,buf,n);
        }
    }
}

poll_c.c 客户端

#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <poll.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#define MAXLINE     1024
#define IPADDRESS   "127.0.0.1"
#define SERV_PORT   8787

#define max(a,b) (a > b) ? a : b

static void handle_connection(int sockfd);

int main(int argc,char *argv[])
{
    int                 sockfd;
    struct sockaddr_in  servaddr;
    sockfd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
    bzero(&servaddr,sizeof(servaddr));
    servaddr.sin_family = AF_INET;
    servaddr.sin_port = htons(SERV_PORT);
    inet_pton(AF_INET,IPADDRESS,&servaddr.sin_addr);
    connect(sockfd,(struct sockaddr*)&servaddr,sizeof(servaddr));
    //处理连接描述符
    handle_connection(sockfd);
    return 0;
}

static void handle_connection(int sockfd)
{
    char    sendline[MAXLINE],recvline[MAXLINE];
    int     maxfdp,stdineof;
    struct pollfd pfds[2];
    int n;
    //添加连接描述符
    pfds[0].fd = sockfd;
    pfds[0].events = POLLIN;
    //添加标准输入描述符
    pfds[1].fd = STDIN_FILENO;
    pfds[1].events = POLLIN;
    for (; ;)
    {
        poll(pfds,2,-1);
        if (pfds[0].revents & POLLIN)
        {
            n = read(sockfd,recvline,MAXLINE);
            if (n == 0)
            {
                    fprintf(stderr,"client: server is closed.\n");
                    close(sockfd);
            }
            write(STDOUT_FILENO,recvline,n);
        }
        //测试标准输入是否准备好
        if (pfds[1].revents & POLLIN)
        {
            n = read(STDIN_FILENO,sendline,MAXLINE);
            if (n  == 0)
            {
                shutdown(sockfd,SHUT_WR);
        continue;
            }
            write(sockfd,sendline,n);
        }
    }
}